JP3383050B2 - 最密充填塗膜、その製造方法及び最密充填塗膜形成フィルム - Google Patents
最密充填塗膜、その製造方法及び最密充填塗膜形成フィルムInfo
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Description
ミラー、ゴーグル、窓ガラス、及びパソコン・ワープロ
等のディスプレイ、その他商業用のディスプレイ等の各
種表面の反射防止塗膜の製造に応用される、シリカ粒子
を最密充填した塗膜の製造方法に関する。
で生じるため、光の反射を防止するには、界面において
屈折率が除々に変化すればその反射は生じなくなるとさ
れている。したがって、基板に近い屈折率から徐々に空
気に近い屈折率へ変化する膜ができれば、有効な反射防
止効果が得られることが従来知られている。このような
原理を基にした反射防止膜には、例えば、特開平2−2
45702号公報に記載されるものがあった。該公報に
は、このような反射防止膜を得るために、ガラス基板と
MgF2 との中間の屈折率を持つ物質、例えばSiO2
(屈折率1.46)の超微粒子とMgF2 (屈折率:
1.38)の超微粒子を混合してガラス基板に塗布し、
ガラス基板面から塗布膜表面に向かって除々にSiO2
超微粒子の混合比を減らし、且つMgF2 超微粒子の混
合比を増やすことにより、塗布面とガラス基板との界面
における屈折率変化がよりゆるやかとなり、反射防止効
果を得ることが示されている。
MgF2 又はSiO2 等の低屈折率を有する超微粒子を
用いた反射防止膜においては、この超微粒子が透明基板
上に高密度に規則正しく配列されたときに最も小さな反
射率が現れること、そして、透明基板上に形成される反
射防止膜の一層中の屈折率の異なる分布は、その最表面
から透明基板に向かって、空気側の超微粒子の屈折率、
超微粒子側の屈折率、超微粒子とバインダーで形成され
る層の屈折率の種類があることが示されている。
開平2−245702号公報に記載されている反射防止
膜は、混合比の異なる塗布膜を積み重ねることによって
形成しているが、その膜の形成は煩雑であり、且つその
屈折率の異なる膜を調製する際に、屈折率のコントロー
ルも困難であった。
反射防止膜を表した図面に示されるような超微粒子を基
板上に一層だけ高密度に規則正しく配列させることは非
常に困難であり、理想的な最密充填構造の塗膜を得る条
件は不明であった。また、該公報に記載の塗膜は、焼き
付けによって形成されているために、塗膜を形成する基
材が耐熱性のものに限られてしまうという問題があっ
た。
を基板上に一層だけ高密度に規則正しく配列させた(以
下、最密充填という)塗膜、特に、反射防止膜に適した
塗膜を形成する方法を提供することを目的とする。
性が低い場合に焼付を特に行なわなくても、反射防止膜
が形成できる方法提供することを目的とする。
るために本発明の最密充填塗膜は、シリカ粒子と、該シ
リカ粒子の粒径より小さな粒径を持つコロイダルシリカ
との混合物により形成された該シリカ粒子の粒径と同じ
程度の膜厚を持ち、該シリカ粒子が高密度に規則正しく
一層だけ配列していることを特徴とする。
シリカ粒子と、該シリカ粒子の粒径より小さな粒径を持
つコロイダルシリカとの混合物を主体とした分散液を用
いて塗膜を形成することにより、基材表面に一層だけ高
密度に規則正しくシリカ粒子を配列させたことを特徴と
する。
は、シリカ粒子と、該シリカ粒子の粒径より小さな粒径
を持つコロイダルシリカとの混合物により形成された該
シリカ粒子の粒径と同じ程度の膜厚を持ち、該シリカ粒
子が高密度に規則正しく一層だけ配列している最密充填
塗膜が、基材フィルム上に形成されていることを特徴と
する。
該シリカ粒子の粒径より相対的に小さな粒径を持つコロ
イダルシリカとを組み合わせることによってなされる
が、特に、反射防止膜を得る目的ならば、シリカ粒子の
粒径は100〜300nmのシリカの超微粒子を選択す
ることが好ましい。本発明のように単層反射防止膜を形
成した場合において、反射防止すべき波長(λ)に対
し、λ/4となるように膜厚を設計すると最も反射防止
効果があり、この場合、前記シリカの粒径が単層反射防
止膜の膜厚とほぼ等しくなるので、そのシリカの粒径が
300nmより大きな粒径では拡散反射が大きくなり、
且つ白濁が激しくなり透明感が得られない。また、シリ
カの粒径が100nmより小さな粒径では形成する層が
薄すぎて充分な反射防止効果が得られない。シリカ粒子
の前記粒径に対して、コロイダルシリカの粒径は4〜1
00nmとする。
は、コロイダルシリカ/シリカ粒子=1/100〜1/
1が好ましく、さらに好ましくは1/50〜1/10で
ある。コロイダルシリカの添加量が多すぎると、シリカ
粒子がコロイダルシリカに被覆されてしまい粒子の反射
防止効果が無くなってしまう。また、コロイダルシリカ
の添加量が少なすぎると、シリカ粒子同士が緻密に集ま
るのを助ける作用に劣る。
有するシリカ粒子を用いて、即ち、単に粒径の異なる2
種類のシリカ粒子の分散液を用いて塗膜を形成しても、
本発明のような一層だけ高密度に規則正しくシリカ粒子
が配列された最密充填構造の塗膜を得ることはできな
い。その理由は明らかではないが、コロイダルシリカ特
有の性質によるものと考えられる。
せるための溶剤には、エタノール、メチルエチルケト
ン、トルエン、イソプロピルアルコール、アノン等の汎
用溶剤が使用される。この分散液には、シリカ粒子の最
密充填を損なわない条件の樹脂バインダーを添加しても
よい。このような樹脂には、例えば、一般の熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化型樹脂等の汎用樹脂
が挙げられ、その添加量もコロイダルシリカ100重量
部に対して0〜70重量部が可能である。
密充填塗膜を示している。図1中、1は基材、2はシリ
カ粒子、3はコロイダルシリカを示している。また、図
1中、Aは空気層の屈折率を持つ範囲、Bは空気層とシ
リカ粒子2の混在した層の屈折率の範囲、Cは主として
シリカ粒子2の屈折率を持つ範囲、C′はシリカ粒子2
とコロイダルシリカ3が混在している層の屈折率を持つ
範囲若しくはシリカ粒子2とコロイダルシリカが3混在
し樹脂バインダーが添加されるか又は添加されていない
層の屈折率を持つ範囲である。空気の屈折率は1であ
り、シリカ粒子2若しくはコロイダルシリカ3の屈折率
は1.46であるので、A〜C′の各範囲の屈折率の大
きさの順序は、A<B<C≦C′となる。このように、
この最密充填塗膜は空気と接する表層から基板に向けて
屈折率が段階的に緩やかに変化して増大するので光の反
射防止効果を有する。
ば、ある面積のキャスティング表面に対し、最密充填に
なるようなシリカ−コロイダルシリカ分散液の濃度およ
び量を計算して塗布することにより行なうことができ
る。
の塗布液は、カーテンフローコート、浸漬塗装、スピン
コーティング、ロールコーティング、スプレーコーティ
ング等の塗装法によって、各種基板に塗装されることに
よって反射防止膜の塗膜が形成される。
カ粒子(シーホスターP−20:商品名、日本触媒製)
1gを分散し、さらに平均粒子径5nmのコロイダルシ
リカ(スノーテックス×5:商品名、日産化学製)0.
03gを添加した。この溶液をPETフィルム(T−6
0:商品名、東レ製、厚さ100μm)上に塗布し、室
温で乾燥し、薄膜を形成した。この薄膜の表面を電子顕
微鏡で観察したところ、シリカ粒子が規則正しく最密充
填構造をとり、一層に並んでいる状態が認められた。こ
の状態の薄膜表面(集合化されたシリカ粒子の粒子構造
の状態)の電子顕微鏡写真(2万倍)を図2として示
す。
れとほぼ同じであり、透過率は上昇していた。
0nmのシリカ粒子(シーホスターP−20:商品名、
日本触媒製)1gを分散し、この溶液をPETフィルム
(T−60:商品名、東レ製、厚さ100μm)上に塗
布し、室温で乾燥し、薄膜を形成した。この薄膜の表面
を電子顕微鏡で観察したところ、シリカ粒子が無秩序に
存在し、PETフィルム表面はシリカ粒子の存在しない
領域や、シリカ粒子が山積みになっている領域もあっ
た。この薄膜表面(集合化されたシリカ粒子の粒子構造
の状態)の電子顕微鏡写真(2万倍)を図3として示
す。
べてかなり高く、透過率の上昇は認められなかった。
0nmのシリカ粒子(シーホスターP−20:商品名、
日本触媒製)1gを分散し、さらに平均粒子径5nmの
シリカ粒子(アエロジル300CF:商品名、日本アエ
ロジル製)0.03gを添加した。この溶液をPETフ
ィルム(T−60:商品名、東レ製、厚さ100μm)
上に塗布し、室温で乾燥し、薄膜を形成した。この薄膜
の表面を電子顕微鏡で観察したところ、シリカ粒子が無
秩序に存在し、PETフィルム表面はシリカ粒子の存在
しない領域や、シリカ粒子が山積みになっている領域も
あった。この薄膜表面(集合化されたシリカ粒子の粒子
構造の状態)の電子顕微鏡写真(1万倍)を図4として
示す。
べてかなり高く、透過率の上昇は認められなかった。
を基板上に一層だけ高密度に規則正しく配列させた最密
充填塗膜を得ることができる。この最密充填塗膜は特に
反射防止膜に適している。
射防止膜を形成することができるので、基板の耐熱性が
低い場合に有利な方法である。
膜の断面を示す。
塗膜の表面の状態であり、集合化されたシリカ粒子の粒
子構造の状態を示す顕微鏡写真(2万倍)。
面の状態であり、集合化されたシリカ粒子の粒子構造の
状態を示す顕微鏡写真(2万倍)。
面の状態であり、集合化されたシリカ粒子の粒子構造の
状態を示す顕微鏡写真(1万倍)。
Claims (10)
- 【請求項1】 シリカ粒子と、該シリカ粒子の粒径より
小さな粒径を持つコロイダルシリカとの混合物により形
成された該シリカ粒子の粒径と同じ程度の膜厚を持ち、
該シリカ粒子が高密度に規則正しく一層だけ配列してい
る最密充填塗膜。 - 【請求項2】 前記シリカ粒子の粒径は100〜300
nmである請求項1記載の最密充填塗膜。 - 【請求項3】 前記コロイダルシリカの粒径は4〜10
0nmである請求項1又は2記載の最密充填塗膜。 - 【請求項4】 前記シリカ粒子と前記コロイダルシリカ
との重量比は、コロイダルシリカ/シリカ粒子=1/1
00〜1/1である請求項1、2又は3記載の最密充填
塗膜。 - 【請求項5】 シリカ粒子と、該シリカ粒子の粒径より
小さな粒径を持つコロイダルシリカとの混合物を主体と
した分散液を用いて塗膜を形成することにより、基材表
面に高密度に規則正しくシリカ粒子を一層だけ配列させ
たことを特徴とする最密充填塗膜の製造方法。 - 【請求項6】 前記シリカ粒子の粒径は100〜300
nmである請求項5記載の最密充填塗膜の製造方法。 - 【請求項7】 前記コロイダルシリカの粒径は4〜10
0nmである請求項5又は6記載の最密充填塗膜の製造
方法。 - 【請求項8】 前記シリカ粒子と前記コロイダルシリカ
との重量比は、コロイダルシリカ/シリカ粒子=1/1
00〜1/1である請求項5、6又は7記載の最密充填
塗膜の製造方法。 - 【請求項9】 前記シリカ粒子と、該シリカ粒子の粒径
より小さな粒径を持つコロイダルシリカとの混合物を主
体とした分散液は、樹脂バインダーが添加されているこ
とを特徴とする請求項5、6、7又は8記載の最密充填
塗膜の製造方法。 - 【請求項10】 請求項1、2、3又は4記載の最密充
填塗膜が基材フィルム上に形成されていることを特徴と
する最密充填塗膜形成フィルム。
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JP35348093A JP3383050B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 最密充填塗膜、その製造方法及び最密充填塗膜形成フィルム |
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Publication Number | Publication Date |
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- 1993-12-28 JP JP35348093A patent/JP3383050B2/ja not_active Expired - Lifetime
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